[发明专利]一种炭/油/气联产的一体化装置及方法

说明书

本发明公开了一种炭/油/气联产的一体化装置及方法，一体化装置包括炭化活化一体炉，炭化活化一体炉由内外套筒组成，外套筒套装在内套筒外，内套筒内的通道作为烟气通道，内套筒与外套筒之间形成的环形通道作为物料输送通道，所述炭化活化一体炉内设有螺旋输送机，螺旋输送机的螺旋叶片沿内套筒外壁布置在物料输送通道中；炭化活化一体炉依次分为活化段、热解段、干燥段，各段上部均设有气室，与各气室连接的外套筒壁均开设通气口；烟气通道的烟气进口与物料输送通道的物料进口分别位于炭化活化一体炉的两端；所述活化段的外套筒壁开设活化气进口；热解段气室的热解气出口连接旋风分离器的进口，旋风分离器的气相出口连接冷凝器。

技术领域

本发明涉及热解多联产即获取活性炭、生物油、可燃气等高价值产品的方法及一体化装置。

背景技术

据统计，目前全球生物质资源有1700亿吨，而中国占比30％，可谓资源丰富，然而诸如农作物秸秆、果木枝、果核等蕴含高附加值的农林废弃物仍存在利用手段单一、利用率低下的问题，急需实现高值化利用。对此，现有技术通过热解手段，将生物质制备成木炭、生物油和气体产物，其中，木炭活化可制备高品质活性炭商品产品，气体产物冷凝可以得到生物油，提取高价值木醋液/烟熏液等商品产品，该技术无疑可以有效拓展产品产业发展链，获得显著的经济效益和环境效益。

传统制取生物质热解产品的工艺为固定床干馏设备，由加热炉为干馏反应釜提供热量，物料在固定床内完成吸热、分解、冷却等过程后得到炭油气，再通过专门的活化炉，进行下一步的活化处理制得活性炭。该方法存在诸如间歇性生产，物料受热不均匀，重复性加热造成能量浪费等问题。因此，一种集物料干燥、热解炭化、活化一体的，连续型、运行可靠、节能环保的大型商业生产设备备受关注，基于此理念，有不少类似的炭化活化炉的专利申请。

申请号分别为201110225201.8、201310227577、201410290456.6的专利均提出生物质连续热解活化系统，但该专利仅专注于活性炭的生产，忽略了对其他热解产物的利用，产品单一。申请号为201510211087的专利提出热解炭气油多联产系统，但没有活化段，故其得到的热解炭与活性炭价值相差很大，影响了后续产品的深度利用。申请号为201210241955的专利提出的连续式生物质热解炭气油多联产系统，实现了连续性生产的可能，可以生产高品质的商品活性炭，但该装置将热解与活化段分成两个部分进行，生产线较长易发生堵塞，同时该系统对于整套系统的热平衡及余热利用缺乏系统考虑。申请号为201320171335.0的专利提出了炉型为竖井式，由干燥段、炭化段，活化段、冷却段、卸料段和若干过渡段组成的一体炉，该系统优点是利用了物料自重下落的原理设计一体炉，结构简单，但是难以控制调节物料运输速度和在各个阶段的停留时间，可控性差，且没有考虑到热解多相产物的价值和资源化综合利用问题。公开号为CN107032351A的专利公开了一种生物质热解制取烟熏液并联产活性炭的方法及装置，有效利用了烟气能量，但该装置实际上为分级制造木醋液/烟熏液和活性炭，并没有真正意义上实现一体化，对于控制物料运输速度，改变物料停留时间欠缺考虑，且各反应室之间为绞龙链接，易造成粉尘外泄污染。

综上所述，目前大多数的研究者只关注生物质热解单一产品的生产与实验，生物质热解产物综合利用程度较低，而现有的生物质多联产设备，存在余热利用不足、系统繁琐、可控性差、环保性差等问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种炭/油/气联产的一体化装置，能够解决余热利用不足、系统繁琐、可控性差、环保性差等问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：